PLANTA NUCLEAR Y PROCEDIMIENTO PARA LA EXPLOTACION DE UNA PLANTA NUCLEAR.

Planta nuclear, en particular planta de un reactor de agua en ebullición,

con una cámara de presión (6), con una cámara de condensación (8) y con una piscina de inundación (10) comunicada con la cámara de presión (6),

caracterizada porque

la piscina de inundación (10) está comunicada con la cámara de condensación (8) a través de una conducción de rebose (30) realizada a modo de un sifón

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/004108.

Solicitante: AREVA NP GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: PAUL-GOSSEN-STRASSE 100,91052 ERLANGEN.

Inventor/es: MESETH, JOHANN, DR.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 9 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G21C15/18 SECCION G — FISICA.G21 FISICA NUCLEAR; TECNICA NUCLEAR.G21C REACTORES NUCLEARES (reactores de fusión, reactores híbridos fisión-fusión G21B; explosivos nucleares G21J). › G21C 15/00 Disposiciones para la refrigeración en el interior de la vasija de presión que contiene el núcleo; Utilización de refrigerantes específicos. › Disposiciones para la refrigeración de emergencia; Extracción del calor residual.
  • G21C9/004 G21C […] › G21C 9/00 Disposiciones para la protección de emergencia estructuralmente asociadas con el reactor (disposiciones para la refrigeración de emergencia G21C 15/18). › Supresión de la presión.

Clasificación PCT:

  • G21C9/004 G21C 9/00 […] › Supresión de la presión.

Clasificación antigua:

  • G21C9/004 G21C 9/00 […] › Supresión de la presión.

Fragmento de la descripción:

Planta nuclear y procedimiento para la explotación de una planta nuclear.

La invención se refiere a una planta nuclear en particular a una planta de un reactor de agua en ebullición con una cámara de presión, con una cámara de condensación y con una piscina de inundación comunicada con la cámara de presión. La invención se refiere además a un procedimiento para la explotación de una planta nuclear de esta clase.

Por el documento DE 100 12 554 A1 se conoce una planta nuclear de agua en ebullición de esta clase en la que dentro de una contención de seguridad están previstas una vasija de presión del reactor, una cámara de condensación y dispuesta sobre ésta una piscina de inundación. La piscina de inundación está abierta hacia arriba hacia el espacio interior de la contención de seguridad que forma una cámara de presión. La cámara de presión está sellada de modo estanco durante el funcionamiento normal respecto a la cámara de condensación, de modo que no se produce ningún equilibrado de presiones. En el documento DE 100 12 554 A1 se describe un sistema designado como "SWR1000". El objetivo de este sistema es conseguir un alto grado de seguridad en el funcionamiento y recurrir para ello en lo posible a componentes de tipo pasivo, es decir componentes que son independientes de una alimentación exterior de energía y que preferentemente puedan prescindir también de piezas móviles y por lo tanto propensas a averías. En determinadas situaciones fuera del régimen normal y debido a un aumento de presión o una caída de presión en la cámara de presión, la presión diferencial entre la cámara de presión y la cámara de condensación puede llegar a rebasar un valor límite admisible. En le sistema SWR1000 se ha previsto en este caso para el equilibrado de presiones entre la cámara de condensación y la cámara de presión una tubería formada a modo de una U, que comunica el interior de la cámara de condensación con la cámara de presión y que durante el funcionamiento normal está llena de agua de refrigeración y por lo tanto está cerrada.

El agua de refrigeración que se encuentra en la piscina de inundación se va calentando en el curso del funcionamiento y por lo tanto es preciso enfriarla a determinados intervalos de tiempo. Para ello se ha previsto un circuito de refrigeración común para el líquido refrigerante de la piscina de inundación y el de la cámara de condensación. El líquido refrigerante procedente de la cámara de condensación se bombea en este caso a través de un intercambiador de calor a la piscina de inundación y desde allí se vuelve a conducir nuevamente a la cámara de condensación. En este caso persiste sin embargo el problema de que entre la piscina de inundación y la cámara de condensación puede haber presiones diferentes, y que durante el funcionamiento normal no debe producirse ningún equilibrado de presiones. Un equilibrado de presiones de este tipo se debe evitar con vistas a la capacidad de funcionamiento del sistema de refrigeración, por ejemplo en un caso de avería con pérdida de refrigerante.

La invención tiene por lo tanto como objetivo el permitir la seguridad de funcionamiento de la planta.

Este objetivo se resuelve conforme a la invención mediante una planta nuclear, en particular una planta de reactor de agua en ebullición que presenta las características de la reivindicación 1. De acuerdo con esto, la piscina de inundación está en comunicación con la cámara de condensación a través de una conducción de rebose realizada a modo de un sifón.

Se entiende en este caso por conducción de rebose en particular una tubería sencilla y directa en la que preferentemente no están intercalados otros componentes tales como por ejemplo una válvula de retención, una válvula, una bomba o un intercambiador de calor. La conducción de rebose asegura por lo tanto una devolución sencilla y segura del líquido refrigerante a la cámara de condensación si se rebasa un nivel de llenado máximo de la piscina de inundación, y "rebosa" la piscina de inundación. Debido a la realización de la tubería de rebose a modo de sifón, es decir en forma de U, se evita además durante el funcionamiento normal un equilibrado de presiones entre la piscina de inundación y la cámara de condensación. Y es que debido a la realización a modo de sifón la conducción de rebose está llena al menos parcialmente con líquido refrigerante, de modo que la cámara de condensación está sellada de modo estanco a los gases respecto a la piscina de inundación. Dado que la piscina de inundación al mismo tiempo está abierta hacia la cámara de presión, es decir que entre la piscina de inundación y la cámara de presión puede haber un intercambio abierto de gases y por lo tanto un equilibrado de presiones, se evita gracias a esta medida al mismo tiempo que a través de la conducción de rebose tenga lugar un equilibrado de presiones entre la cámara de condensación y la cámara de presión. Gracias a la realización como una sencilla tubería se obtiene un alto nivel de seguridad de funcionamiento, ya que para la capacidad de funcionamiento no se requieren componentes activos y el principio de funcionamiento se basa exclusivamente en leyes de física y de termodinámica.

La conducción de rebose comprende preferentemente dos brazos del sifón y presenta una altura de subida hasta la cual la conducción de rebose está llena de líquido durante el estado de funcionamiento normal. Esta altura de subida está dimensionada de tal modo que a partir de una presión diferencial límite entre la cámara de presión y la cámara de condensación puede tener lugar un equilibrado de presiones, es decir un intercambio de gases, entre estas dos cámaras. Esta configuración presenta la decisiva ventaja de que con ello también se tienen en cuenta las condiciones de presión que difieran del estado de funcionamiento normal, en las que tenga que tener lugar un equilibrado de presiones entre la cámara de presión y la cámara de condensación. Esto sucede por ejemplo en el caso de que en la cámara de presión aparezca una depresión que rebase un valor límite de depresión admisible. Para el caso de que no estuviera previsto ningún equilibrado de presiones sería preciso diseñar la estructura de hormigón de las paredes de separación entre la cámara de condensación y la cámara de presión para unas presiones diferenciales correspondientemente altas. La realización con la conducción de rebose a modo de sifón ofrece aquí la ventaja esencial de que el cierre es absolutamente estanco a los gases hasta la presión diferencial límite predeterminada, y que al rebasar la presión diferencial límite se abre con seguridad y de modo fiable un camino directo para el gas y por lo tanto para el flujo necesario para llevar a cabo el equilibrado de presiones. A diferencia de esto existe por ejemplo en las válvulas de retención o similares siempre el riesgo de corrientes de fugas, que en el mencionado sistema SWR1000 se tienen que evitar forzosa- mente.

Para no menoscabar la eficacia del sistema de refrigeración, por ejemplo en el caso de un hipotético caso de avería con pérdida de refrigerante, se deberá tener garantizado además que las cantidades de vapor que aparecen en la cámara de presión durante un caso de avería de esta clase se puedan conducir con seguridad a la cámara de condensación. Dado que entonces aparece en la cámara de presión una sobrepresión, la conducción de rebose está dispuesta y realizada de tal modo que al rebasar un valor límite de sobrepresión tenga lugar el equilibrado de presiones entre la cámara de condensación y la cámara de presión a través de otra instalación. La otra instalación es preferentemente un tubo de condensación que comunica la cámara de presión con la cámara de condensación y desemboca allí por debajo de la altura de nivel de llenado hasta la que durante el estado de funcionamiento normal la cámara de condensación está llena de líquido. De este modo el tubo de condensación está lleno de líquido hasta la altura de nivel de llenado, y la altura de nivel de llenado está dimensionada de tal modo que al rebasar el valor límite de sobrepresión tenga lugar el equilibrado de presiones a través del tubo de condensación, es decir que en el caso de una avería con pérdida de refrigerante se conduce el vapor al líquido de la cámara de condensación y allí se puede condensar. En este caso el equilibrado de presiones tiene lugar exclusivamente a través del tubo de condensación y no a través de la conducción de rebose. A la inversa, al rebasar un valor límite de depresión el equilibrado de presiones tiene lugar por lo general exclusivamente a través...

 


Reivindicaciones:

1. Planta nuclear, en particular planta de un reactor de agua en ebullición, con una cámara de presión (6), con una cámara de condensación (8) y con una piscina de inundación (10) comunicada con la cámara de presión (6),

caracterizada porque

la piscina de inundación (10) está comunicada con la cámara de condensación (8) a través de una conducción de rebose (30) realizada a modo de un sifón.

2. Planta según la reivindicación 1,

caracterizada porque

la conducción de rebose (30) comprende dos brazos del sifón (38) y presenta una altura de subida (S) hasta la cual la conducción de rebose (30) está llena de líquido (F) durante el estado de funcionamiento normal, estando dimensionada la altura de subida (5) de tal modo que a partir de una presión diferencial límite entre la cámara de presión (6) y la cámara de condensación (8) tiene lugar un equilibrado de presiones entre la cámara de condensación (8) y la cámara de presión (6).

3. Planta según la reivindicación 2,

caracterizada porque

la conducción de rebose (30) está realizadla de tal modo que al rebasar un valor límite de depresión en la cámara de presión (6) tiene lugar el equilibrado de presiones entre la cámara de presión (6) y la cámara de condensación (8) a través de la conducción de rebose (30), y al rebasar un valor límite de sobrepresión que aparezca en la cámara de presión (6) tiene lugar el equilibrado de presiones a través de otra instalación (28).

4. Planta según la reivindicación 3,

caracterizada porque

como otra instalación está previsto un tubo de condensación (28) que comunica la cámara de presión (6) con la cámara de condensación (8) y desemboca en ésta por debajo de una altura de nivel de llenado (H) hasta la cual la cámara de condensación (8) está llena de líquido (F) durante el estado de funcionamiento normal, de modo que el tubo de condensación (28) está lleno de líquido (F) hasta la altura de nivel de llenado (H), estando dimensionada la altura de nivel de llenado (H) de tal modo que al rebasar el valor límite de sobrepresión tiene lugar un equilibrado de presiones entre la cámara de presión (6) y la cámara de condensación (8), a través del tubo de condensación (28).

5. Planta según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque

la cámara de condensación (8) presenta un volumen de gas (26) en el que desemboca un primer extremo (32) de la conducción de rebose (30).

6. Planta según la reivindicación 5,

caracterizada porque

el primer extremo (32) está dispuesto en o inmediatamente debajo del techo (36) de la cámara de condensación (8).

7. Planta según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque

la conducción de rebose (30) va empotrada al menos en zonas parciales dentro de una estructura de muro (4).

8. Planta según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque

la piscina de inundación (10) presenta un pozo de rebose (16), y porque un segundo extremo (34) de la conducción de rebose (30) desemboca en el pozo de rebose (16), estando situado en particular en el fondo (18) del pozo de rebose (10).

9. Planta según la reivindicación 8,

caracterizada porque

la conducción de rebose (30) presenta un arco de sifón superior (42) que está situado a una altura por encima del fondo (18) del pozo de rebose (16).

10. Procedimiento para el funcionamiento de una planta nuclear en particular una planta de reactor de agua en ebullición, que presenta una cámara de condensación (8) y una cámara de presión (6),

caracterizado porque

al rebasarse una presión diferencial límite entre la cámara de condensación (8) y la cámara de presión (6) tiene lugar un equilibrado de presiones a través de una conducción de rebose (30) que comunica una piscina de inundación (10) abierta hacia la cámara de presión (6) con la cámara de condensación (8), y está realizada a modo de un sifón, donde durante el estado de funcionamiento normal la conducción de rebose (30) está llenada al menos parcialmente con líquido (F), que escapa de la conducción de rebose (30) cuando se rebasa la presión diferencial límite.

11. Procedimiento según al reivindicación 10,

caracterizado porque

al rebasar un valor límite de depresión que aparece en la cámara de presión (6) se expulsa el líquido (F) de la conducción de rebose (30) y por lo tanto se forma a través de la conducción de rebose una vía abierta para el gas para el equilibrado de presiones entre la cámara de presión (6) y la cámara de condensación (8).

12. Procedimiento según al reivindicación 10 u 11,

caracterizado porque

al rebasar un valor límite de sobrepresión que aparece en la cámara de presión (6) queda libre una vía abierta para el gas a través de un tubo de condensación (28) que comunica la cámara de presión (6) con la cámara de condensación (8) para efectuar el equilibrado de presiones.


 

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